摘要：针对诸多新能源一次调频的策略问题，本文在电网一次调频技术领域，从电源控制策略出发，提出一种多维度提升电网调频能力的策略，深度挖掘并充分发挥各类电源包括新能源在内负荷控制能力。
关键词：调频能力；技术
引言
目前，火、水电的一次调频技术成熟，短期利用蓄能来支撑调频负荷已作为常规传统技术写入机组控制组态之中，实现快速响应电网需求功能，其标准规程已完整全面地做出了相关规定。风力、光伏电站从转化技术到负荷控制角度已经具备大规模并网的条件，但风光与电网频率解耦的特性将导致电网调频难度会越来越大，故不仅需要依靠火电、水电等传统电源发挥更大的调频空间，而且需要充分挖掘风力、光伏、光热等新能源的调频能力，从不同维度提升多源互补能力。
1.风电的一次调频控制优化
国内外已经能够通过风机增加控制设备使风机具备一次调频的能力，设备中通过虚似惯量控制、转子转速控制、下垂控制等[1]，需要对风机应力及材料疲劳进行计算，保证机组设备运行安全。然而，这类控制只注重加强单个风机的调频控制，没有协调控制局域区内电源互补潜能。风电或者光伏配备储能装置的策略在当前储能技术没有突破的情况下因成本高而无法推广。
与水火电机组参与一次调频的控制原理相同，风电机组负荷控制系统或附加装置在频率超死区时，增负荷通过风电机组转子转速释放出部分转子动能提供功率支撑，减负荷通过限制变流器负荷降低功率输出。通过改造风电场层自动发电控制平台、提高AGC控制系统指令刷新速率、改造风机设备层控制[3]来改进风电一次调频控制能力。
某风场完成上述控制策略的优化得出的试验结果分析，风电机组的惯性时间参数为3~12s，转子转速能够异步运行到0.85pu；对比常规发电机组的惯量时间常数一般为4~18s，转子转速能够下跌至0.95pu。需要风电场全场有功增发的优化分配，以避免由于风机转子转速过低或转速恢复导致的系统频率二次跌落。
2.场级风电一次调频控制优化
对于风电短期预测，可结合大气系统非线性动力特性，将复杂的大气扰动量化为综合扰动流，通过消除风速序列中非线性影响进而显著提高了风电预测水平。高精度的短期风电预测有助于风电控制，增加风电穿透功率，合理安排风电调度计划和机组检修计划等。除此之外，风能长期预测为风资源评估、风电场选址和规划、风能和风电功率的统计分析等问题提供可靠决策和理论依据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆提高中长期风能预测精度的一个行之有效的方法是找到准确的风速分布函数。在众多统计量中，只有分布函数能够完整地从本质上刻画风速变量的统计特性。
高精度的风电预测技术与方法是目前实现大规模风电并网、提高风电质量、发展风能产业的关键环节。利用高准确率的风功率预测系统，作为场级风电与就近火电联合调节超前控制的依据，同时达到优化限负荷控制使异步电机具备调频能力的能量储备需求。
3.火电调频控制优化
3.1汽轮机凝结水节流技术
对凝结水节流系统蓄能能力的计算说明节流蓄能受除氧器水位制约，在参与机组功率的调节过程中只能有限度的被利用，因此，本文提出基于多尺度分解的一次调频指令分配方法，对凝结水节流系统和主机一次调频系统定值进行优化。
通过机组滑压曲线的优化，可以使机组静态时保证经济性，变负荷时通过合理的压力设定，优化主汽压力带动提高负荷响应速率。
3.3负荷自适应控制
通过在线判断机组当前的蓄热能力，自适应修正变负荷控制，以提高机组的灵活性。
4.结论
本文提出以火电为主、风电为辅的一次调频联合控制方式，并在此基础上优化风电场功率分配策略和风机调频控制策略，使得风电场充分发挥调频作用，更好的适应电网调频需求。在系统层面，考虑风电参与调频的快速性和火电参与调频的持续性，显著减小了系统频率跌落幅值，提高了电网发生频率跌落事件时的安全性，加强对风机转速跌落幅度的控制，降低了风机参与一次调频的安全隐患。
参考文献
[1]唐西胜，苗福丰，齐智平，等.风力发电的调频技术研究综述[J].中国电机工程学报，2014，34(25)：4304-4314.
[2] Zhou Guopeng， Miao Fufeng ， Tang Xisheng ， et al.Research on wind power fluctuation and its impacts on power system frequency[C]// Proceedings of 2012 International Conference on Sustainable Energy and Environmental Engineering.Guangzhou，China：IEEE， 2012：407-414.
论文作者:孔德安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/11
标签：风电论文; 机组论文; 负荷论文; 风机论文; 能力论文; 转速论文; 转子论文; 《基层建设》2018年第36期论文;